綠色低碳生態(tài)建筑設(shè)計(jì)探討

林亨

摘要：大力發(fā)展綠色建筑，對(duì)于提高建筑的經(jīng)濟(jì)效益，解決能源危機(jī)，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。本文結(jié)合歷年來我國(guó)建筑節(jié)能與綠色建筑發(fā)展的實(shí)踐，對(duì)綠色低碳生態(tài)建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：綠色低碳建筑；建筑設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)理念；設(shè)計(jì)措施

前言

21世紀(jì)人類共同的主題是可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于城市建筑來說亦必須由傳統(tǒng)高消耗型發(fā)展模式轉(zhuǎn)向高效綠色型發(fā)展模式，綠色低碳建筑正是實(shí)施這一轉(zhuǎn)變的必由之路，是當(dāng)今世界建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)。2010年我國(guó)上海舉辦的世博會(huì)的宗旨也充分體現(xiàn)出綠色建筑對(duì)未來城市的發(fā)展起到的絕定性的作用。上海世博會(huì)園區(qū)內(nèi)的各種建筑、場(chǎng)館均采用了大量的新技術(shù)、新材料、新能源、新創(chuàng)意，反映出世博會(huì)所思考和前瞻的理念，體現(xiàn)著“城市，讓生活更美好”的主題。這些作品傳達(dá)了21世紀(jì)建筑的新思潮：節(jié)能、環(huán)保、健康、綠色、和諧、多樣。

倫敦零碳館案例的原型是全世界首個(gè)零二氧化碳排放的社區(qū)——位于英國(guó)倫敦南部的貝丁頓零碳社區(qū)。“零碳館”的設(shè)計(jì)理念是盡可能減少煤、石油、天然氣等化石能源的使用，以降低二氧化碳排放；與此同時(shí)，盡最大可能利用太陽能、風(fēng)能、生物能、地源熱能等，力爭(zhēng)使建筑達(dá)到能源“自給自足”?！傲闾拣^”由兩棟零碳排放的建筑前后相接而成，總建筑面積2500 m2，四層高。場(chǎng)館內(nèi)溫度、濕度通過太陽能和22個(gè)風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷風(fēng)帽系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，電力則通過太陽能發(fā)電板和生物能熱電聯(lián)系統(tǒng)產(chǎn)生。此外，還運(yùn)用了水源熱泵、雨水收集回用等技術(shù)解決節(jié)能減排的問題，并利用環(huán)保材料及可回收的廢棄物，設(shè)計(jì)出了各種對(duì)人類環(huán)境友好的家居用品。

從外面看上去，滿眼翠綠的景天植被覆蓋了整個(gè)零碳館北向的屋頂。下雨的時(shí)候，屋頂?shù)挠晁占到y(tǒng)開始工作，對(duì)屋頂植被自動(dòng)灌溉，當(dāng)然不僅僅是作為裝飾，綠色屋頂?shù)闹脖贿€是中和碳排放不可缺少的角色。在坡型的屋頂上，五顏六色的風(fēng)帽，跟隨風(fēng)向靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，利用溫壓和風(fēng)壓將新鮮的空氣源源不斷滴輸入每個(gè)房間，并將室內(nèi)原有空氣替換，隨時(shí)保持室內(nèi)空氣的純凈。

所以這個(gè)零碳館的整個(gè)建筑就像自然界的一個(gè)細(xì)胞。零碳館可以說冬天不冷，夏天不熱?？梢哉f不用花費(fèi)更多的人力和物力，零碳館從自然界收集陽光、空氣、電力和水，并將廢棄物處理成電力和熱。

今后我們?nèi)绻钤谶@樣的建筑里，不需要空調(diào)，不需要熱水器，這樣就可以說是真正的低碳建筑。

對(duì)于發(fā)展中國(guó)家，加大低碳綠色生態(tài)建筑的研究，推進(jìn)建筑的生態(tài)化，無論從環(huán)境的角度、能源的角度或是可持續(xù)的角度都將有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、綠色低碳綠色建筑

低碳是指較低的溫室氣體（二氧化碳為主）的排放。綠色低碳建筑是指在建筑材料和設(shè)備制造、施工建筑和建筑物使用的整個(gè)生命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源（節(jié)能，節(jié)地，節(jié)水，節(jié)材），保護(hù)環(huán)境和減少污染，減少石化能源的使用，提高能效，降低二氧化碳排放量，為人們提供健康，適用和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑，又可稱為可持續(xù)發(fā)展建筑、生態(tài)建筑、節(jié)能環(huán)保建筑等。

二、綠色低碳建筑設(shè)計(jì)理念

低碳減排的核心理念，是降低煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，從而達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)并舉的發(fā)展模式。

建筑師應(yīng)加大對(duì)綠色低碳建筑相關(guān)設(shè)計(jì)理論和技術(shù)的研究，推動(dòng)綠色建筑的發(fā)展，并盡可能地降低綠色建筑的建造成本，把綠色建筑設(shè)計(jì)和建造成為大眾所接受的經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保、舒適、健康的高品質(zhì)產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)理念包括：

1.節(jié)約能源

建筑的平面形式及總體布局應(yīng)適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境。根據(jù)自然通風(fēng)的原理，使建筑能夠有效地利用夏季的主導(dǎo)風(fēng)向，減少采暖和空調(diào)的使用或使用時(shí)間。同時(shí)建筑立面設(shè)計(jì)應(yīng)注重自然采光，外墻采用節(jié)能的建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系等。

2.節(jié)約資源

建筑在設(shè)計(jì)、建造過程中，應(yīng)充分考慮到建筑材料的選擇和使用，應(yīng)盡量選用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)或天然可再生的建筑材料，減少不可再生資源的使用。如在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)同時(shí)考慮節(jié)約水資源的措施，設(shè)置中水收集處理系統(tǒng)，做到使水資源能合理循環(huán)利用。

3.推廣應(yīng)用綠色能源及新型節(jié)能材料

建筑應(yīng)因地制宜，根據(jù)地域條件和用戶的功能使用特點(diǎn)，盡可能考慮使用太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)岷偷乩涞染G色可再生能源，減少對(duì)碳排放能源的使用和依賴。

三、綠色低碳建筑設(shè)計(jì)的若干措施

結(jié)合上述理念，綠色低碳建筑設(shè)計(jì)可從以下幾方面實(shí)施：

1.墻體保溫。

墻體保溫分為外保溫和內(nèi)保溫，節(jié)能建筑中最關(guān)注的就是外墻保溫技術(shù)，它是通過在外墻體上增加導(dǎo)熱系數(shù)低的材料，使墻體達(dá)到保溫隔熱的效果，使室內(nèi)冬暖夏涼，從而降低能源的損耗。

2.外墻門窗保溫。

在門窗節(jié)能技術(shù)中應(yīng)用如中空玻璃、高強(qiáng)度Low-E玻璃，還有采用磁控真空濺射方法鍍制含金屬銀層的玻璃以及智能玻璃等，在隔聲、隔熱、節(jié)能、減少室內(nèi)溫差，提高采光性方面均可起到良好的效果。中空玻璃在國(guó)外建筑物中已得到普遍應(yīng)用。

3.屋面保溫及特殊綠化空間的開發(fā)。

特殊空間綠化如屋頂綠化及墻體綠化，有降溫、降塵、減噪和提高空氣中氧和負(fù)離子含量，改善空氣質(zhì)量等環(huán)境和景觀效益。據(jù)有關(guān)研究顯示，臨街兩側(cè)的建筑經(jīng)綠化后可使街上塵埃減少三四倍，有植物覆蓋的墻面溫度比無覆蓋的要低5℃左右，屋頂鋪綠后室內(nèi)溫度夏季可降低3℃。在環(huán)保技術(shù)先進(jìn)的日本，目前東京的屋頂綠化率已達(dá)到14%，德國(guó)不少城市將樓房建成階梯式或金字塔式，在上面建屋頂花園，英國(guó)甚至把林蔭道修到了屋頂。

位于深圳蛇口的招商地產(chǎn)辦公樓南海意庫3#樓，建筑草木覆蓋的屋面，草皮包裹的外墻，已成為興華路上一道獨(dú)特的風(fēng)景線。其立體綠化設(shè)計(jì)不但有效增加了建筑室內(nèi)外環(huán)境的綠量（葉面指數(shù)），減緩建筑在使用過程中對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生的“熱島效應(yīng)”，而且在外觀造型上塑造了良好的建筑個(gè)性形象。

4.合理的建筑設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)應(yīng)從建筑選址、分區(qū)、建筑和道路布局走向，建筑方位朝向、建筑體型、建筑間距、太陽輻射、建筑外部空間環(huán)境構(gòu)成等方面進(jìn)行研究。如設(shè)計(jì)住宅小區(qū)時(shí)，在總建筑面積不變的情況下，低密度、高容積率對(duì)節(jié)能有利，要?jiǎng)?chuàng)造出自然采光、通風(fēng)的條件。設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注重合理的窗墻面積比、遮陽效果、建筑物良好的朝向。

華南理工大學(xué)逸夫人文館的設(shè)計(jì)充分結(jié)合嶺南地區(qū)的氣候特點(diǎn)，以遮陽棚架等技術(shù)手段巧妙解決隔熱和通風(fēng)等問題。該建筑除了以庭院、連廊等開敞式空間組織通風(fēng)外，在屋頂設(shè)置可調(diào)式遮陽百葉，實(shí)現(xiàn)對(duì)遮陽的有效控制，并在試驗(yàn)中證明效果良好。建筑利用柱廊及脫開的墻體來阻擋太陽光的直曬，采用低輻射玻璃及淺色掛石降低輻射熱。這些措施將在一定程度上提高建筑的環(huán)境適應(yīng)性，并達(dá)到節(jié)能的效果。建筑造型上將板、柱、墻視為獨(dú)立元素，強(qiáng)調(diào)虛實(shí)對(duì)比，創(chuàng)造了許多豐富的灰空間，從而形成了空靈通透的形象，充分反映了嶺南的地域特征。又如丹麥米澤爾法特（Middelfart）儲(chǔ)蓄銀行，其主要設(shè)計(jì)特色為在一個(gè)巨大的木結(jié)構(gòu)屋頂上安裝了83個(gè)棱鏡式的采光天窗，采光天窗不僅帶來充足的自然采光，更為人們提供了從任意角度都可以欣賞到的美麗海景，輕松地為銀行營(yíng)造出了明快的氛圍。

5.太陽能源與建筑的有機(jī)結(jié)合。

太陽能源是最好的可持續(xù)利用的再生能源，在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮建筑如何更好的利用太陽能。

清華大學(xué)中意清華環(huán)境節(jié)能樓在屋頂和退臺(tái)上安裝的太陽能光電池板可以利用太陽能發(fā)電（同時(shí)采用天然氣發(fā)電和熱電冷三聯(lián)供系統(tǒng)），冬季發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢熱直接用于供暖，夏季發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的廢熱用于驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)。據(jù)初步核算，與同等規(guī)模的使用燃煤鍋爐供熱和火電的建筑相比，該樓每年將減排二氧化碳1200噸、二氧化硫5噸。該樓的能源消耗與同等規(guī)模的建筑相比，可節(jié)約70%左右的能源。飄逸的太陽能光電池板與建筑融為一體，成為建筑獨(dú)特造型的重要元素。

6. 建筑材料的可回收性。

綠色建筑材料應(yīng)具有提高能效、節(jié)約資源和可持續(xù)性設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)，能夠降低建筑對(duì)環(huán)境的影響。如2010年上海世博會(huì)德國(guó)館建筑外表的某種發(fā)光膜還可以拆解剪裁，制成手提包、遮陽傘等各種物品，達(dá)到名副其實(shí)的再利用。

四.尋求符合我國(guó)國(guó)情的綠色低碳建筑和建筑節(jié)能技術(shù)的發(fā)展之路

我們?cè)谔岢罅Πl(fā)展綠色建筑低碳的同時(shí)，應(yīng)該避免走進(jìn)綠色建筑的誤區(qū)。綠色建筑是一個(gè)廣泛的概念，綠色并不意味著高價(jià)和高成本，我們?cè)谝M(jìn)綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)時(shí)，要充分考慮建筑的建造成本和使用成本。如冬暖夏涼的延安窯洞，為我國(guó)西北地區(qū)特有的傳統(tǒng)民居建筑代表，它的造價(jià)并不高，可以將它進(jìn)行改造成中國(guó)式的綠色建筑。又如新疆某地有一種建筑，墻壁材料由當(dāng)?shù)氐氖嗪徒斩捇旌辖ǔ?，保溫性很好、建造成本也很低廉，是非常具有地方特色的建筑。這些典型的鄉(xiāng)村綠色低碳建筑，其造價(jià)較低，可因地制宜、就地取材，自然很容易被普通老百姓接受。

五.總結(jié)

低碳建筑已逐漸成為國(guó)際建筑界的主流趨勢(shì)，一個(gè)全新的建筑變革時(shí)代正在快步向我們走來。低碳建筑是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要全社會(huì)方方面面的參與，多學(xué)科的融入。建筑設(shè)計(jì)是一門技術(shù)工程與藝術(shù)結(jié)合的學(xué)科，在能源危機(jī)的時(shí)代中，作為新一代建筑師肩負(fù)著責(zé)無旁貸的責(zé)任去推動(dòng)未來建筑設(shè)計(jì)如何與環(huán)境、資源的和諧發(fā)展。我們應(yīng)該立足現(xiàn)實(shí)，確立符合中國(guó)國(guó)情的節(jié)能理念和設(shè)計(jì)體系，努力實(shí)現(xiàn)建筑的低碳化。

參考文獻(xiàn)：

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